PLC在工業(yè)自動化控制中的應用研究

蔣紅麗

摘 要：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)自動化技術(shù)得到了很大進步，PLC系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制中心被廣泛應用，文章主要闡述了當前PLC技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應用的情況以及存在的問題，希望能夠給相關(guān)人士一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)自動化；應用；研究

1 PLC 的定義

PLC 是一種控制數(shù)字運算和操作的可編程裝置，它的發(fā)展是為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器，PLC電子系統(tǒng)集通信技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)于一身。在工業(yè)環(huán)境下實現(xiàn)整個工廠流程只需要一臺設(shè)備來控制就是PLC開發(fā)的目的?？煽啃詮?、體積小、組裝靈活、編程簡單等都是PLC的自身特點?，F(xiàn)今，機械制造領(lǐng)域、化工領(lǐng)域和電力領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域等都廣泛地應用了PLC系統(tǒng)，有力地支撐起了現(xiàn)代工業(yè)的控制，機電一體化的發(fā)展速度也被PLC大力推進了。過程控制、生產(chǎn)管理、順序控制等都是PLC技術(shù)主要涉及的領(lǐng)域。由于越來越成熟的PLC技術(shù)，和越來越短的更新?lián)Q代周期，新型的PLC的性價比也相對更高。其功能特點：一、高速計數(shù)器已經(jīng)達到了32位，擁有100kHz的基數(shù)頻率，改變PLC的輸出可采用顯示計數(shù)頻率的方式。二、輸出功能非常高速。三、擁有捕獲脈沖的功能，對輸入脈沖能夠迅速捕獲。

2 PLC中通信功能的特點

2.1 PLC的通信功能

隨著飛速發(fā)展的計算機技術(shù)普及，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中也已經(jīng)普及了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。PLC和其余設(shè)備的通信以及PLC自身的通信囊括了整個PLC通信。PLC突出的通信功能特點，就是將重要的信息傳遞給其他系統(tǒng)再進行處理。PLC的通信功能在當前也得到了不斷的加強。以通過接入開放式網(wǎng)絡(luò)的三菱公司FX系列的PLC為例分析，其遠程I/O網(wǎng)絡(luò)是CC-Link接口模塊和AS-I主站模塊以及DeviceNet接口模塊組成的。其通信協(xié)議是FX專門提供的，能夠與ASCII傳輸模式在通信中完全符合，用戶編程在PLC一側(cè)也完全不需要，想要實現(xiàn)自動通信用戶只需要進行簡單的設(shè)置即可。

2.2 PLC的特點

①具有統(tǒng)一的通信協(xié)議。國際標準的通信協(xié)議是PLC的發(fā)展局勢中所采用的協(xié)議，通信的開放程度提高也是基于給用戶的使用和不同廠家的產(chǎn)品實現(xiàn)互通提供了很大的便利。②許多現(xiàn)場總線都是PLC生產(chǎn)商所開發(fā)的，要將現(xiàn)場總線密切地結(jié)合。因而PLC和現(xiàn)場總線之間有著密切的關(guān)系。③如何設(shè)計更簡單化通信程序。其實要實現(xiàn)自動收發(fā)只需要在使用PLC通信程序的時候?qū)τ嬎銠C一側(cè)的程序進行編寫即可。

3 自動工業(yè)化中PLC的應用以及所存在的問題

3.1 工業(yè)自動化中主要應用到的PLC

3.1.1 PLC中開關(guān)量的控制

PLC技術(shù)相比其他自動化技術(shù)來說具有速度快、維修方便、操作簡單等特點，在應用的過程中質(zhì)量得到不斷提高，同時也節(jié)約了大量的人力、物力，有效地避免了工作中線路復雜的問題，使得工業(yè)生產(chǎn)順利進行。PLC技術(shù)的產(chǎn)生代替了機電控制，顯著提高了自動開關(guān)量的可靠性，在系統(tǒng)動作中PLC控制了中間的繼電器，在設(shè)計上也采用了控制器的公式，為了保證其的應用符合相關(guān)規(guī)范，我們應該做好仿真圖形的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題應該及時解決。

3.1.2 PLC中模擬量的控制

通過對控制量的分析找到其自身的特征，PLC控制系統(tǒng)就是通過組合各種功能模塊而形成的，具有更加靈活的特性。PLC控制系統(tǒng)包含很多模塊，例如位置控制模塊、高速計數(shù)模塊都是其中重要的模塊。為了能夠?qū)崿F(xiàn)過程控制以及儀表的監(jiān)控就應該做好模擬量控制模塊。PLC模擬量控制的好壞直接關(guān)系到整個工程系統(tǒng)的精度，熱別是能夠嚴格地處理好熱處理的溫度，對于整個過程實行實時監(jiān)控，進而能夠使得熱處理過程維護更加簡單、方便，同時也是的控制設(shè)計更加便捷，這也是以往各種儀器儀表所不能實現(xiàn)的。

3.1.3 PLC中位置的控制

在PLC系統(tǒng)工作中位置的控制顯得十分的重要，而且位置控制在整個工業(yè)自動化具有十分重要的地位。當前位置控制已經(jīng)受到了廣泛的應用，例如工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到的搬運定位控制等。當PLC系統(tǒng)發(fā)出脈沖，那么步電機的脈沖就能夠保證更加的精準。

3.1.4 PLC中系統(tǒng)集中的控制

除了上述說到的工業(yè)自動化控制，PLC系統(tǒng)還能夠很輕松的實現(xiàn)自身的系統(tǒng)控制，例如，控制檢測以及顯示出現(xiàn)錯誤，具體的檢測原理和系統(tǒng)監(jiān)控室的原理是一致的。當前工業(yè)中所使用的機床設(shè)備在執(zhí)行任務(wù)的時候都需要一定的時間，在進行檢測工步的時候我們可以設(shè)置定時器，而且通過定時器還能夠確定自動報警信號和自動停機信號。需要特別注意的是動作持續(xù)的時間會比定時器的啟動時間短一些。但是在系統(tǒng)集中控制的時候，一定的邏輯關(guān)系會存在于電控系統(tǒng)的信號之間，不過這種邏輯關(guān)系在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候被損壞，因此為了能夠保證這種邏輯關(guān)系的完好性，應該使用已經(jīng)編寫好的邏輯判斷程序。

3.1.5 PLC中變頻調(diào)速的控制

在工業(yè)自動化控制的過程中如果能夠?qū)崿F(xiàn)PLC系統(tǒng)和變頻器一同使用，則能夠使得電機中調(diào)速得到更好的控制。將電壓平滑電路加到PWM和PLC輸出中，控制轉(zhuǎn)速就需要對PWM指令中的t數(shù)值進行設(shè)置，而兩者也是成正比的，輸出電壓波紋也會受到大小不同的脈沖周期影響。

3.2 PLC在自動工業(yè)化中的應用

任何事物都具有兩面性，PLC系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制中具有十分重要的作用，它本身也具有很多優(yōu)點，但是在實際的應用過程中仍然會存在一些問題導致應用效果受到影響，在眾多問題當中封閉的軟硬件體系則是很大的缺點，很容易造成不兼容的情況，其中最為主要的問題如下，一是在運行的過程中溫度的控制問題。零攝氏度到五十五攝氏度是PLC最好的工作溫度，所以在PLC工作的過程中應該重視散熱問題，在安裝的時候也應該和一些散熱量比較大的設(shè)備保持一定的距離，而且還要避免陽光照射，當溫度高于五十五攝氏度時應該使用制冷設(shè)備保證PLC能夠在正常的溫度下工作，進而使得其能夠正常運行。二是運行中濕度的保持，為了有效地保證PLC能夠穩(wěn)定運行，我們還應該對濕度進行控制。周圍環(huán)境中的濕度直接決定了元器件的絕緣程度，所以應該保持空氣的濕度在百分之八十以下。三是在運行過程中控制振動。在PLC工作過程中對振動也是有一定要求的，一定要保證其運行中的振動盡量減少。PLC在未來的發(fā)展中應該林實現(xiàn)大容量、高速度等趨勢，同時還應該豐富編程語言，使其更加多樣化、科學化、高級化。

4 結(jié)束語

綜上所述，當前計算機技術(shù)的快速發(fā)展使得PLC技術(shù)得到了很大進步，并逐漸完善自身的功能，使得應用范圍更加廣泛。伴隨著該項技術(shù)的快速發(fā)展，在應用中出現(xiàn)的問題也會相應的得到解決。在工業(yè)自動化生產(chǎn)中不斷完善的數(shù)據(jù)也是該項技術(shù)應用的成果。目前來看，該項技術(shù)在實際工作中正在趨于完善并能夠熟練的對各個環(huán)節(jié)進行控制。PLC技術(shù)將在未來工業(yè)自動化發(fā)展過程中占據(jù)十分重要的地位，方便人們的生產(chǎn)生活。

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